DE19523932A1 - Verliersicherung für in Bauteile lose eingesetzte Schrauben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verliersicherung für in Bauteile lo­ se eingesetzte Schrauben. Die Erfindung geht dabei aus von einem Stand der Technik gemäß dem DE-GM 92 11 255.

Bei der Montage komplexerer Werkstücke werden verschiedene Ein­ zelbauteile beim Hersteller oder in einem vorgeschalteten Monta­ gevorgang vormontiert und so an den Montageort des komplexeren Werkstückes angeliefert. Dabei sind häufig die Bauteile auch be­ reits mit den zur Montage erforderlichen Befestigungsschrauben ausgestattet. Bei dem Transport derartiger Bauteile besteht die Gefahr, daß die Befestigungsschrauben sich lösen, herausfallen und verlorengehen. Um dies zu verhindern, hat man in der Praxis Verliersicherungen für die Schrauben in Form von Pappscheiben ausgebildet. Diese werden nach dem Einsetzen der Schrauben in das Bauteil auf das Gewinde des überstehenden Schraubenschaftes aufgeschraubt, was einen diffizielen Arbeitsgang darstellt. Bei einer Demontage der Verschraubung gehen die Pappscheiben auch oft verloren, wodurch eine schnelle, erneute Montage der Ver­ schraubung erschwert wird, da neue Pappscheiben beschafft und aufgeschraubt werden müssen.

Die eingangs zitierte Druckschrift zeigt in einem von mehreren unterschiedlichen Ausführungsbeispielen eine Verliersicherung für Schrauben, die in eine Durchgangsbohrung eines Kunststoff- Bauteiles eingesteckt ist und ihrerseits eine eingesetzte Schraube montagebereit, jedoch lose festhält. Diese Verliersi­ cherung ist im wesentlichen hutförmig ausgebildet und weist ei­ nen außenseitig am Bauteil anliegenden Flansch sowie einen stramm in die Durchgangsbohrung eingesetzten Hülsenteil auf. Der Flansch ist im Durchmesser größer als der Schraubenkopf und kann die Funktion einer Unterlegscheibe übernehmen. Zum drehbaren Festhalten der Schraube in der Verliersicherung ist der Hülsen­ teil an seinem vorderen Ende an zwei gegenüberliegenden Umfangs­ stellen so weit nach innen eingebeult, daß die beiden dadurch gebildeten schneidenartigen Randkanten in das Gewinde des Schraubenschaftes eingreifen und die Schraube dadurch gegen ein Herausfallen sichern. Das Hülsenteil ist in allen dort gezeigten Beispielen kürzer als die Wandstärke des Bauteiles im Bereich der Durchgangsbohrung und steht mit seinem inneren Ende deutlich gegenüber der - meist inneren - Bauteiloberfläche zurück.

Aus der DE-PS 32 46 180 ist es bekannt, zum Halten von in ein Blechbauteil eingesetzten Schrauben ein Sicherungsblech nach Art einer Unterlegscheibe einzusetzen. Das Vormontieren und das Ein­ setzen der Schrauben ist dabei jedoch mit Schwierigkeiten ver­ bunden. Nach dem DE-GM 92 11 255 ist bei einer Verliersicherung für eine in ein Kunststoffspritzteil eingesetzte Schraube die Öffnung für die Schraube in dem Bauteil mit einer metallischen Versteifungsbuchse versehen, an der ihrerseits eine in die Ge­ windegänge eingreifende taillenartige Verengung angebracht ist, damit die Schraube nicht aus der Öffnung herausfällt. Hier ist die Sicherungsfunktion zum einen durch die Haltekraft der Ver­ steifungsbuchse im Kunststoffbauteil und zum anderen durch die Paßgenauigkeit der Buchsenverengung und des Gewindeschaftes be­ stimmt. Da diese beiden Passungen nicht immer beide selbsthal­ tend ausfallen, kann die Sicherungsfunktion gelegentlich versa­ gen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verliersicherung für Schrauben, die in eine Durchgangsbohrung eines Bauteiles montagebereit, jedoch lose eingesetzt werden sollen, zu schaf­ fen, die automatisiert vormontierbar ist und womit ein Verlieren der Schrauben mit größerer Zuverlässigkeit ausgeschlossen werden kann. Außerdem soll durch die Verliersicherung auch eine Locke­ rung der Verschraubung aufgrund von etwaigen Setzungserscheinun­ gen des Bauteiles verhindert werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Gesamtheit der Merkmale des 1. Patentanspruches gelöst. Dank der vom zylin­ drischen Hülsenteil nach außen herausgedrückten Erhebungen kann die Verliersicherung auch bei toleranzbedingten Durchmesserun­ terschieden prozeßsicher automatisiert in die Durchgangsbohrung eingepreßt werden. Auch die radial nach innen abragenden, mit der Schraube kooperierenden Sicherungselemente erlauben ein auch unter ungünstigen Bedingungen prozeßsicheres Einführen und Hal­ tern der Schraube in die Verliersicherung. Der außenseitig am Bauteil zur Anlage kommende Flansch erlaubt eine großflächige Verteilung der Anlagekräfte des Schraubenkopfes und so eine Ent­ lastung des Bauteiles. Die axial abgestimmte Bemessung des zy­ lindrischen Hülsenteiles übernimmt im wesentlichen die Schrau­ benkräfte, so daß das werkstoffbedingt durch Kriechen und Set­ zungserscheinungen unter Langzeitbedingungen gefährdete Bauteil von diesen Erscheinungen, die zu einer Lockerung der Verschrau­ bung führen würden, entlastet ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden. Im übrigen wird die Erfindung nach­ folgend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erstes Ausführungsbeispieles einer in eine Durchgangsbohrung eines Bauteils einge­ steckten Verliersicherung mit einer Schraube,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die kopfseitige Bauteilseite der Verliersicherung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen achsparallelen Schnitt durch die Verliersicherung nach Fig. 1 in Einzeldarstellung,

Fig. 4 und 5 eine achsparallele flanschseitige (Fig. 4) bzw. bodenseitige Draufsicht (Fig. 5) auf die Verliersiche­ rung nach Fig. 1 jeweils in Einzeldarstellung,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verliersicherung mit axialer Einstellmöglichkeit mittels einer Gewindehülse in einer ähnlichen Seitendarstellung wie in Fig. 1 und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die kopfseitige Bauteilseite der Verliersicherung nach Fig. 6.

Das erste in den Fig. 1 bis 5 zeichnerisch dargestellte Aus­ führungsbeispiel einer metallischen Verliersicherung 7 für Schrauben 3 - mit Kopf 4, Schaft 5 und Gewinde 6 - ist im we­ sentlichen hülsenförmig mit einem Hülsenteil 8 ausgebildet. Die Verliersicherung ist in eine rechtwinklig zur Außenoberfläche eines Bauteiles 1 aus einem setzungs- oder kriechgefährdeten Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff, eingesetzt. Das Bauteil ist mittels der Schraube 3 mit einem Gegenbauteil 15 zusammen­ schraubbar.

Die Verliersicherung ist mit ihrem zylindrischen Hülsenteil 8 unter Vorspannung in die im Durchmesser auf den Hülsenteil abge­ stimmte Durchgangsbohrung 2 eingepreßt und dadurch kraftschlüs­ sig gegen ein Herausfallen oder ein Herausziehen aus der Durch­ gangsbohrung in dieser gesichert. Zu diesem Zweck sind beim dar­ gestellten Ausführungsbeispiel drei Erhebung 12 in Form von ax­ ial verlaufenden Wülsten radial nach außen aus der Wandung des Hülsenteiles herausgedrückt, die von ihm in entspanntem Zustand abragen. Nach dem Einstecken der Verliersicherung 7 legen sich diese Wülste unter erhöhter Vorspannung an die Leibung 13 der Durchgangsbohrung an. Im Beispiel sind drei wulstartige Erhebun­ gen an der Verliersicherung vorgesehen, die gleichmäßig am Um­ fang des Hülsenteiles verteilt angeordnet sind.

Die Verliersicherung 7 weist im Hülsenteil 8 ferner drei mit dem Gewinde 6 der Schraube 3 formschlüssig kooperierende Sperrglie­ der auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils in Form einer aus der Wandung des zylindrischen Hülsenteiles der Verliersicherung axial freigelegten Sperrzunge 11 ausgebildet sind. Sie sind radial nach innen gebogen und ragen in den Innen­ raum des Hülsenteiles radial nach innen hinein. Sie erstrecken sich mit ihrem freien Ende 14 in Einsteckrichtung des Schrauben­ schaftes 5 und greifen in oder hinter dem Schraubengewinde 6 sperrend an bzw. ein und halten so die in die Verliersicherung eingesetzte Schraube 3 montagebereit, jedoch lose und verliersi­ cher darin fest. Beim axialen Einführen des Schraubenschaftes in die Verliersicherung geben die Sperrzungen radial elastisch nach.

An dem in Einsteckrichtung hinteren, also nachlaufenden Ende des Hülsenteiles 8 ist ferner ein sich achssenkrecht radial nach au­ ßen erstreckender Flansch 9 angebracht, der an der Außenoberflä­ che des Bauteiles 1 anliegt. Der Flansch ist im Durchmesser grö­ ßer als die Anlagefläche des Schraubenkopfes 4 ausgebildet. Die­ ser Flansch übernimmt die Funktion einer Unterlegscheibe und verteilt die Anlagekraft des Schraubenkopfes 4 auf eine größere Fläche der Außenoberfläche 22, so daß der Bauteilwerkstoff im Verschraubungsbereich entlastet wird.

An dem in Einsteckrichtung voraus laufenden Ende des Hülsenteiles 8 der Verliersicherung ist ferner ein sich radial nach innen er­ streckender Bund 16 angebracht, der mit seinem inneren Rand - Öffnung 10 - den Gewindeteil 6 des Schraubenschaftes 5 mit Spiel umgibt. Um diesen Bund 16 räumlich zu ermöglichen, sind die zy­ lindrischen Wandungsteile des Hülsenteiles 8 im Innendurchmesser um wenigstens 15% größer bemessen als der Außendurchmesser des Gewindes 6. Der Bund 16 wiederum dient einer breitflächigen An­ lage der Verliersicherung 7 an dem Gegenbauteil 15. Die axiale Erstreckung der Verliersicherung - gemessen von der Innenseite des Flansches 9 bis zur Außenseite des Bundes 16 - ist nämlich unter Berücksichtigung des gewünschten Abstandes zwischen Bau­ teil 1 und Gegenbauteil 15 im Verschraubungsbereich so bemessen, daß das Hülsenteil 8 mit dem Bund 16 an dem Gegenbauteil 15 stirnseitig anliegt und sich dort axial abstützt. Dadurch wird die die beiden Teile 1 und 15 zusammenspannende Schraubenkraft im Wesentlichen durch den Hülsenteil der Verliersicherung aufge­ nommen und es kommt zu einer axialen Entlastung des Bauteiles 1 im Bereich des Durchgangsloches 2. Dadurch wiederum wird ein Setzen des zum Kriechen neigenden Kunststoffes im Verschrau­ bungsbereich ebenso vermieden wie ein dadurch verursachtes Loc­ kern der Verschraubung.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß anstelle der Sperr­ zungen 11 auch Sperrnoppen vorgesehen sein können, die ebenfalls mit dem Gewinde 6 der Schraube 3 kooperieren. Die nach Möglich­ keit spitz gestalteten Sperrnoppen sind jeweils aus der Wandung des zylindrischen Hülsenteiles 8 radial nach innen herausge­ drückt und greifen in oder hinter dem Schraubengewinde 6 sper­ rend an bzw. ein. Ob Sperrzungen 11 oder Sperrnoppen, in jedem fall ist es zweckmäßig, wenn die beispielsweise drei Sperrglie­ der gleichmäßig verteilt am Umfang des Hülsenteiles angeordnet sind.

Die Verliersicherung 7 ist vor dem Montieren mit dem Bauteil 1 auf den Schraubenschaft 5 aufsteckbar und vormontierbar; an­ schließend kann diese Vormontageeinheit gemeinsam von der Ein­ steckseite der Schraube her in die bauteilseitige Durchgangsboh­ rung 2 eingesteckt und eingepreßt werden, wobei die Einpreßkraft über den Flansch 9 und/oder über den Schraubenkopf 4 aufgebracht werden kann. Statt dessen ist es jedoch auch ohne weiteres denk­ bar, daß die Teile 7 und 3 einzeln und nacheinander in das Bau­ teil 1 eingesetzt werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen in einer ko­ stensparenden, automatisierbaren, verliersicheren Montage der Schraube 3 in das Bauteil 1 und der Montage einer bauteilentla­ stenden Hülse.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei für abwei­ chend gestaltete aber funktionsgleiche Teile gleiche mit einem hochgestellten Strich versehene Bezugszeichen benutzt werden. Dadurch kann weitgehend auf die voraufgehende Beschreibung ver­ wiesen werden, so daß die nachfolgende Beschreibung des Ausfüh­ rungsbeispieles der Fig. 6 und 7 sich auf die Unterschiede beschränken kann.

Die Verliersicherung 7′ des Ausführungsbeispieles der Fig. 6 und 7 ist mit ihrem zylindrischen Hülsenteil 8′ mittelbar unter Zwischenfügung einer Gewindehülse 17 in die Durchgangsbohrung 2′ des Bauteiles 1′ eingesetzt. Die Gewindehülse trägt auf ihrer Außenseite die radial herausragenden, wulstartigen Erhebungen 12, mittels der die Gewindehülse 17 kraftschlüssig in der Durch­ gangsbohrung 2′ gesichert ist. Die Gewindehülse 17 weist innen­ seitig ein Muttergewinde 18 und der Hülsenteil 8′ der Verlier­ sicherung 7′ außenseitig ein entsprechendes Bolzengewinde 19 auf. Damit kann die Verliersicherung 7′ axial in der Gewinde­ hülse 17 im Abstand zum Bauteil 2′ justiert werden. An dem in Einsteckrichtung hinteren Ende der Gewindehülse ist ebenfalls ein sich achssenkrecht radial nach außen erstreckender Flansch 20 vorgesehen, der im Durchmesser größer als die Anlagefläche des Schraubenkopfes 4′ bemessenen ist. Dieser Flansch 20 liegt an Stelle des entsprechenden Flansches 9′ des Hülsenteiles 8′ der Verliersicherung 7′ an der Außenoberfläche 22 des Bauteiles 1′ an. Um in die Verliersicherung 7′ ein Verschraubungsmoment zum Verschrauben derselben in der Gewindehülse 17 einleiten zu können, ist der Flansch 9′ des Hülsenteiles 8′ an seinem Außen­ umfang zur Schaffung Formschlußflächen mit einer sechseckigen Kontur versehen.

Claims (10)

1. Metallische, im wesentlichen hülsenförmig ausgebildete Ver­ liersicherung für Schrauben, welche Verliersicherung in eine rechtwinklig zur Außenoberfläche eines Bauteiles aus einem set­ zungs- oder kriechgefährdeten Werkstoff, insbesondere aus Kunst­ stoff, angeordnet ist, welches Bauteil mittels der Schraube mit einem Gegenbauteil zusammenschraubbar ist,

• - die Verliersicherung (7) ist mit ihrem zylindrischen Hülsen­ teil (8) unter Vorspannung in die im Durchmesser auf den Hül­ senteil (8) der Verliersicherung (7) abgestimmte Durchgangs­ bohrung (2) eingepreßt und dadurch kraftschlüssig gegen ein Herausfallen oder ein Herausziehen aus der Durchgangsbohrung (2) in dieser gesichert, wofür mindestens eine radial nach au­ ßen aus der Wandung des Hülsenteiles (8) des Verliersicherun­ ges (7) herausgedrückte Erhebung (12) abragt, die sich nach dem Einstecken des Verliersicherunges (7) unter erhöhter Vor­ spannung an die Leibung (13) Durchgangsbohrung (2) angelegt,
• - die Verliersicherung (7) weist im Hülsenteil (8) ferner zu­ mindest ein mit dem Gewinde (6) der Schraube (3) formschlüssig kooperierendes, in den Innenraum des Hülsenteiles (8) radial nach innen hineinragendes Sperrglied (11) auf, welche die in die Verliersicherung (7) eingesetzte Schraube (3) montagebe­ reit, jedoch lose und verliersicher darin festhält,
• - an dem in Einsteckrichtung hinteren Ende des Hülsenteiles (8) der Verliersicherung (7) ist ferner ein sich achssenkrecht ra­ dial nach außen erstreckender, an der Außenoberfläche (22) des Bauteiles (1) anliegender Flansch (9) angebracht, der im Durchmesser größer als die Anlagefläche des Schraubenkopfes (4) ausgebildet ist,
• - an dem in Einsteckrichtung voraus laufenden Ende des Hülsen­ teiles (8) der Verliersicherung (7) ist ferner ein sich radial nach innen erstreckender Bund (16) angebracht, der mit seinem inneren Rand den Gewindeteil (6) des Schraubenschaftes (5) mit Spiel umgibt, wobei die zylindrischen Wandungsteile des Hül­ senteiles (8) der Verliersicherung (7) im Innendurchmesser um wenigstens 15% größer bemessen sind als der Außendurchmesser des Gewindes (6),
• - die axiale Erstreckung der Verliersicherung (7) ist unter Be­ rücksichtigung des gewünschten Abstandes von Bauteil (1) und Gegenbauteil (15) im Verschraubungsbereich so bemessen, daß die das Bauteil (1) auf dem Gegenbauteil (15) festklemmenden Schraubenkraft unter axialer Entlastung des Bauteiles (1) im Bereich der Durchgangsbohrung (2) im Wesentlichen durch den Hülsenteil (8) der Verliersicherung (7) aufnehmbar ist, der sich mit dem Bund (16) an dem Gegenbauteil (15) axial ab­ stützt.

2. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine, mit dem Gewinde (6) der Schraube (3) kooperierende Sperrglied jeweils in Form einer aus der Wandung des zylindrischen Hülsenteiles (8) der Verliersicherung (7) axial freigelegten, nach innen gebogenen und sich mit ihrem freien Ende (14) in Einsteckrichtung des Schraubenschaftes (5) erstreckende Sperrzunge (11) ausgebildet ist, die in oder hinter dem Schraubengewinde (6) sperrend an- bzw. eingreift.

3. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine, mit dem Gewinde (6) der Schraube (3) kooperierende Sperrglied jeweils in Form einer aus der Wandung des zylindrischen Hülsenteiles (8) des Verliersicherunges (7) radial nach innen aus dem Wandungswerkstoff des Hülsenteiles herausgedrückte Sperrnoppe ausgebildet ist, die in oder hinter dem Schraubengewinde (6) sperrend an- bzw. eingreift.

4. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Sperrglieder (11) gleichmäßig verteilt am Umfang des Hülsenteiles (8) angeordnet sind.

5. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine radial nach außen aus der Wandung des Hülsenteiles (8) der Verliersicherung (7) herausgedrückte Erhe­ bung (12) zum kraftschlüssigen Sichern der Verliersicherung (7) in der Durchgangsbohrung (2) jeweils in Form eines axial verlaufen­ den Wulstes ausgebildet ist, der parallel zu den Mantellinien des zylindrischen Hülsenteiles (8) der Verliersicherung (7) ver­ läuft.

6. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei herausgedrückte Erhebungen (12) gleichmäßig verteilt am Umfang des Hülsenteiles (8) angeordnet sind.

7. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verliersicherung (7) vor dem Einbauen in das Bauteil (1) auf den Schraubenschaft (5) auf steckbar und vormontierbar ist, wobei die Verliersicherung (7) gemeinsam mit der Schraube in die bauteilseitige Durchgangsbohrung (2) einsteckbar ist.

8. Verliersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Verliersicherung (7′) mit ihrem zylindrischen Hülsen­ teil (8′) mittelbar unter Zwischenfügung einer Gewindehülse (17) in die Durchgangsbohrung (2′) eingesetzt ist,
• - wobei die Gewindehülse (17) auf ihrer Außenseite die wenig­ stens eine radial herausragende Erhebung (12′) trägt, mittels der die Gewindehülse (17) kraftschlüssig in der Durchgangsboh­ rung (2′) gesichert ist und
• - daß die Gewindehülse (17) innenseitig ein Muttergewinde (18) und der Hülsenteil (8′) der Verliersicherung (7′) außenseitig ein entsprechendes Bolzengewinde (19) trägt, mittels dem die Verliersicherung (7′) axial in der Gewindehülse (17) justier­ bar ist.

9. Verliersicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindehülse (17) an ihrem in Einsteckrichtung hinteren ende mit einem sich achssenkrecht radial nach außen erstrecken­ den, im Durchmesser größer als die Anlagefläche des Schrauben­ kopfes (4′) bemessenen Flansch (20) versehen ist, der - an Stel­ le des entsprechenden Flansches (9′) des Hülsenteiles (8′) der Verliersicherung (7′) - an der Außenoberfläche (22) des Bautei­ les (1′) anliegt.

10. Verliersicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (9′) des Hülsenteiles (8′) der Verliersicherung (7′) an seinem Außenumfang mit Formschlußflächen (21), vorzugs­ weise mit einer sechseckigen Kontur versehen ist, mittels der ein Verschraubungsmoment in die Verliersicherung (7′) zum Ver­ schrauben derselben in der Gewindehülse (17) einleitbar ist.